一种CD47特异性分子影像探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种CD47特异性分子影像探针及其制备方法和应用，涉及肿瘤诊断与治疗的分子影像、核医学和纳米抗体技术领域，包括人CD47特异性单价纳米抗体探针和人CD47特异性纳米抗体融合蛋白探针；其制备方法包括：通过化合物修饰CD47特异性纳米抗体C2，合成放射性核素标记前体，通过放射性核素标记，制备得到所述CD47特异性分子影像探针；所制备探针应用于恶性肿瘤的免疫PET显像和放射免疫治疗。本发明专利技术具有制备工艺简单、成本低廉、特异性高、稳定性高、易于临床转化等优点。可实现CD47异质性表达的无创可视化，筛选CD47高表达的患者，进一步开展CD47特异性放射免疫治疗，即实现诊疗一体化。疗一体化。疗一体化。

【技术实现步骤摘要】
一种CD47特异性分子影像探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及肿瘤诊断与治疗的分子影像、核医学和纳米抗体
，尤其涉及一种CD47特异性分子影像探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]1993年比利时科学家Hamers等人在《Nature》杂志中首次报道在羊驼外周血液中存在一种天然缺失轻链的抗体(Nature.1993；363(6428):446
‑
8.)，这种具有特殊结构域的抗体即为重链抗体(Heavy
‑
chain antibodies,HCAbs)。通过分子生物学手段，克隆重链抗体的可变区即可得到只有重链可变区的抗原结合片段，即为纳米抗体(VHH，Variable Domain of Heavy Chain of Heavy Chain Antibody)。VHH晶体宽为2.5nm，长4nm，分子量只有15KDa，因此也被称为纳米抗体(Ablynx公司注册商品名)。纳米抗体是目前已知的可结合目标抗原的最小抗体单位，具有亲和力高、分子量小、制备成本低廉(既可以运用大肠杆菌表达，也可以运用酵母、中国仓鼠卵巢细胞等真核表达体系表达)、易于临床转化和推广应用的优点。
[0003]纳米抗体是近年来构筑分子影像探针的热门靶向载体(Theranostics.2014；4(4):386
‑
98.)。目前，多种短半衰期核素已用于标记纳米抗体，制备纳米抗体分子影像探针。锝
‑
99m(
99m
Tc；T1/2＝6.02h)标记靶向程序性死亡配体1(PD
‑
L1)的纳米抗体探针已成功转化至临床，用于非小细胞肺癌患者的无创诊断(J Nucl Med.2019；60(9):1213
‑
1220.)；镓
‑
68(
68
Ga；T1/2＝1.1h)标记靶向人类表皮生长因子受体(HER2)的纳米抗体探针也已成功转化至临床，用于乳腺癌的无创诊断(J Nucl Med.2016；57(1):27
‑
33.)。以上实例说明放射性核素标记纳米抗体探针极具临床转化应用前景，可用于人类恶性肿瘤的早期无创诊断、关键致病靶点的可视化、单克隆抗体(mAb)治疗患者的筛选以及单克隆抗体治疗后疗效评价。
[0004]CD47是免疫系统中唯一已知的5次跨膜受体，其在体内不同细胞类型中广泛表达。它通过与信号调节蛋白α(SIRPα)结合而发挥生理作用，影响红细胞、血小板和造血干细胞的稳态平衡，并在神经元发育过程中调节突触修剪。然而，肿瘤细胞利用这一机制，向巨噬细胞传递“不要吃我”的信号，以逃避巨噬细胞的清除。研究表明肿瘤细胞表面CD47的过表达与预后不良相关，例如急性髓系白血病，结直肠癌和淋巴瘤等。临床试验已证实靶向CD47单克隆抗体magrolimab在非霍奇金淋巴瘤及其他类型的实体瘤患者中的治疗作用。然而，CD47在正常组织中的广泛表达会导致靶向CD47抗体在体内的抗原沉没效应，从而不可避免地导致对于正常组织的损伤。因此，目前迫切需要开发一种靶向CD47的伴随诊断工具，以帮助对可能受益于抗CD47治疗的患者进行分层。在研究伴随诊断工具的基础上，还可以进一步开发出针对CD47的新型治疗方法。
[0005]目前，手术切除或穿刺活检组织的免疫组织化学染色(immunohistochemical staining)是检测CD47表达最常用的方法。但已有研究表明免疫PET相较于免疫组织化学染色或其他传统预测标志物可以更好的显示体内感兴趣靶点的分布情况及分布丰度，并更好
的预测对于靶向治疗的应答反应。
[0006]通过巧妙地融合抗体非凡的靶向特异性和正电子发射断层扫描(PET)的优越灵敏度和分辨率，免疫PET可以无创显示感兴趣靶点在体内表达情况(Chem Rev.2020；120(8):3787
‑
3851.)。例如，靶向程序性细胞死亡配体
‑
1的免疫PET显像探针已成功应用于临床实践，并且比其他传统预测生物标志物更好地预测了对于PD
‑
L1特异性单克隆抗体atezolizumab的治疗疗效。此外，据报道，免疫PET探针可以用于评估癌症免疫检查点治疗前后淋巴细胞和骨髓细胞的动态变化，并进一步揭示了肿瘤内部的免疫状态。基于上述证据和我们之前的发现，我们假设靶向CD47的免疫PET显像探针可以无创地显示肿瘤内CD47表达，并为选择可能受益于CD47吞噬检查点抑制治疗的患者提供了更好的方法。此外，已有证据表明，放射免疫治疗(RIT)和预靶向放射免疫治疗(pRIT)可能帮助肿瘤患者长时间缓解病情，甚至根除多种癌症类型。
[0007]目前，文献中没有对于CD47靶向治疗诊断的报道。Zheleznyak A等人证明了使用
89
Zr标记靶向CD47单克隆抗体(mAb)显示肿瘤内CD47表达的可行性(Mol Imaging.Nov
‑
Dec 2013；12(8))。然而，放射性标记单克隆抗体的应用受到高成本，使用长半衰期放射性核素的必要性，一周内繁琐的成像过程以及相关的辐射暴露的阻碍。为了改善抗体诊断在临床中的应用，分子影像领域在积极探索预靶向成像策略或使用较小的抗体衍生物来实现当日分子成像(same
‑
day imaging)。在小抗体形式中，来自骆驼科的纳米抗体或单结构域抗体是分子量约为15kDa的最小抗原结合部分。小尺寸、高亲和力和易于工程设计使纳米抗体成为分子成像的绝佳替代品。近年来，我们专注于纳米抗体衍生示踪剂的开发和临床转化，以发挥其优越的分子成像特性。虽然放射性标记的单价纳米抗体是理想的伴随诊断工具，但体内半衰期太短，肾脏摄取高，使其仍存有进一步改进的空间。为了开发一个集成的诊断治疗平台，将靶向人/鼠白蛋白的白蛋白结合域(ABD)引入纳米体以延长纳米抗体衍生物在体内的半衰期。研究表明，同时靶向肿瘤抗原和白蛋白双特异性纳米抗体衍生物，改善了体内生物分布情况，可以作为开发治疗诊断学工具箱的载体。目前国内外尚无CD47特异性纳米抗体分子影像探针。
[0008]为了填补该领域的空白，我们在这里描述了由纳米抗体衍生的CD47靶向诊疗对的构建，并表征了其在细胞衍生异种移植(CDX)和患者衍生异种移植(PDX)模型中的诊断及治疗价值。
[0009]因此，本领域的技术人员致力于开发一种制备成本低廉、分子量小、体内循环时间短、显像周期短、辐射剂量低、易于临床转化应用的纳米抗体免疫PET显像探针。

技术实现思路

[0010]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是制备成本低廉、分子量小、体内循环时间短、显像周期短、辐射剂量低、易于临床转化应用的纳米抗体免疫PET显像探针。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了一种CD47特异性分子影像探针，包括人CD47特异性单价纳米抗体探针和人CD47特异性纳米抗体融合蛋白探针；人CD47特异性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CD47特异性分子影像探针，其特征在于，所述探针包括人CD47特异性单价纳米抗体探针和人CD47特异性纳米抗体融合蛋白探针；所述人CD47特异性单价纳米抗体探针包括纳米抗体C2和标记的放射性核素；所述人CD47特异性纳米抗体融合蛋白探针包括纳米抗体融合蛋白ABDC2和所述标记的放射性核素。2.如权利要求1所述的分子影像探针，其特征在于，所述纳米抗体C2的氨基酸序列如序列表SEQ ID No.1所示，所述纳米抗体C2的基因序列如序列表SEQ ID No.2所示；所述人CD47特异性单价纳米抗体探针包括人CD47特异性
68
Ga标记单价纳米抗体探针[
68
Ga]Ga
‑
NOTA
‑
C2和人CD47特异性
177
Lu标记单价纳米抗体探针[
177
Lu]Lu
‑
DOTA
‑
C2；所述人CD47特异性纳米抗体融合蛋白探针包括人CD47特异性
68
Ga标记纳米抗体融合蛋白探针[
68
Ga]Ga
‑
NOTA
‑
ABDC2、人CD47特异性
89
Zr标记纳米抗体融合蛋白探针[
89
Zr]Zr
‑
DFO
‑
ABDC2和人CD47特异性
177
Lu标记纳米抗体融合蛋白探针[
177
Lu]Lu
‑
DOTA
‑
ABDC2。3.如权利要求1所述的分子影像探针，其特征在于，所述纳米抗体融合蛋白ABDC2的氨基酸序列如序列表SEQ ID No.3所示，所述纳米抗体融合蛋白ABDC2的基因序列如序列表SEQ ID No.4所示；所述纳米抗体融合蛋白ABDC2含有连接子，所述连接子氨基酸序列如序列表中的SEQ ID No.5所示的，所述连接子基因序列如序列表中的SEQ ID No.6所示。4.如权利要求1所述的分子影像探针，其特征在于，所述放射性核素为Tc
‑
99m、Ga
‑
68、F
‑
18、I
‑
123、I
‑
125、I
‑
131、I
‑
124、In
‑
111、Ga
‑
67、Cu
‑
64、Zr
‑
89、C
‑
11、Lu
‑
177、Re
‑
188、Y
‑
86、Mn
‑
52、Sc
‑
44、Lu
‑
177、Y
‑
90、Ac
‑
225、At
‑
211、Bi
‑
212、Bi
‑
213、Cs
‑
137、Cr
‑
51、Co
‑
60、Dy
‑
165、Er
‑
169、Fm
‑
255、Au
‑
198、Ho
‑
166、I
‑
125、I
‑
131、Ir
‑
192、Fe
‑
59、Pb
‑
212、Mo
‑
99、Pd
‑
103、P
‑
32、K
‑
42、Re
‑
186、Re
‑
188、Sm
‑
153、Ra
‑
223、Ru
‑
106、Na
‑
24、Sr
‑
89、Tb
‑
149、Th
‑
227、Xe
‑
133、Yb
‑
169或Yb
‑
177。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的CD47特异性分子影像探针的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、通过化合物修饰CD47特异性纳米抗体C2，合成小分子化合物前体，即放射性核素标记前体；步骤2、使用放射性核素标记步骤1得到的小分子化合物前体，制备得到所述CD47特异性分子影像探针。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中所述化合物包括大环配体p
‑
SCN
‑
Bn
‑
NOTA、p
‑
SCN
‑
Bn
‑
Deferoxamine或p
‑
SCN
‑
Bn
‑
DOTA；所述p
‑
SCN
‑
Bn
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟军，张友，刘建军，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属仁济医院，
类型：发明
国别省市：